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美用化学方法创建四进制编程系统

发布时间:2019-10-12 22:42:18 编辑:笔名

据物理学家组织网21日报道,美国研究人员利用日常使用的聚合物薄膜和两种染料,成功创建出四进制代码,取代现有二进制储存技术,有望将数据存储设备尺寸缩小一半。  从超级计算机到智能手机,数据量呈现指数级增长趋势,对这些信息的存储需求也随之增加。现有数字设备都是利用二进制(即数字1和0)编码信息,只能通过减小这些代码的尺寸来缩小存储空间。比如,蓝光光盘就是通过蓝色激光缩小代码大小和代码间空隙,来增加数据存储密度。

凯斯西储大学化学副教授艾米丽·彭泽和同事在最新一期《材料化学C》杂志上发表论文称,他们利用化学方法创建的一种荧光存储系统,用无色、蓝色、绿色和青色四种颜色代替二进制中的数字0和1进行四进制编程,获得的信息数据占用空间会缩减一半。

他们在一层被称为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的柔性聚合物薄膜上填充了两种染料分子。PMMA无色,其中一种染料聚对苯乙炔受热时发出绿色荧光;另一种染料苯甲酸邻硝基苄基酯被紫外光照射后发出深蓝色荧光,而两种染料的混合物在受热和紫外线环境下发出青色荧光。无色、绿色、深蓝色和青色,构成四进制的四个代码。

研究团队在含两种染料的薄膜上覆盖金属板,通过施加热量和紫外线,成功诱导出四种颜色,这些环状颜色代码每个只占用300微米的空间,代码间的空隙也只有200微米。检测还发现,这些代码存储信息具有耐久性,即使将薄膜卷起来、折断,或在上面用钢笔乱画,或将其在沸水中浸泡,甚至用砂纸洗擦表面,代码仍可读取。

接下来,研究团队将研究是否还可以加入第三种染料,通过与加热和紫外线不同的另一种刺激方式,让其发出与其他染料不一样的颜色,这样三种染料加无色薄膜呈现的七种颜色,可用作七进制代码编写和储存数据,进一步缩小信息储存设备的尺寸。

总编辑圈点

计算机问世时存储信息采用二进制,是因为电路存在“通”和“断”两种状态,可以说,是技术原因决定了最初的选择。说到四进制,以DNA中A、T、G、C四个独立碱基构成的碱基对,最可能成为生物计算机的运算单元。现在,薄膜和染料在受到不同“刺激”时,也能表现出稳定的四种状态,为未来信息存储提供了另一种可能。

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